(57)【要約】【課題】表示輝度を低下させることなく、バックライトの寿命を低下させることなく、消費電力を増大させることなく、動画表示性能の向上を図ることができるホールド型ディスプレイ装置を提供する。【解決手段】動画を表示するホールド型表示パネル１にバックライト２からの照射光を照射するホールド型ディスプレイ装置において、バックライト２からの照射光が透過するとき該透過光の方位を１フィールド間１サイクル以上、左右などの２方向に切り換える光方位切替手段３を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画を表示するホールド型表示パネルにバックライトからの照射光を照射するホールド型ディスプレイ装置において、前記バックライトからの照射光が透過するとき該透過光の方位を１フィールド間１サイクル以上複数方向に切り換える光方位切替手段を備えることを特徴とするホールド型ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記光方位切替手段は、出射光を集光する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載のホールド型ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記光方位切替手段が、前記バックライトの前記ホールド型表示パネルとの間、または、該ホールド型表示パネルの前面側、または、該バックライトに内蔵され該バックライトの照射光出射側に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホールド型ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記複数方向が、左右方向の２方向、または、上下方向の２方向、または、極角が所定角度以下と該所定角度以上の２方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のホールド型ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記ホールド型表示パネルが液晶表示パネルまたは有機ＥＬパネルであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のホールド型ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶テレビ等のホールド型ディスプレイ装置に係り、特に、動画表示性能が優れたホールド型ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルを用いた近年の液晶ディスプレイ装置は、コントラストや視野角依存性の改善などにより、表示性能が大きく向上してきている。また、液晶パネルの基板サイズ大型化や欠陥密度低減技術などの生産技術の進歩も加わり、大型テレビにその用途が拡大してきている。
【０００３】
液晶パネルをテレビ用途で用いる場合、動画が表示されることが前提であり、また、画面の大型化により画面上での単位時間当たりの画像移動距離が大きくなるため、優れた動画表示性能が必要となる。
【０００４】
しかしながら、液晶パネルは、以下に述べる２つの大きな原因により、動画表示性能に問題がある。
【０００５】
第１の原因は、液晶分子の立ち上がり開始時点から立ち上がり完了時点までの時間、及び、立ち下がり開始時点から立ち下がり完了時点までの時間の合計時間で規定される応答速度が、十数ｍｓ程度と遅いことである。
【０００６】
第２の原因は、表示方式が、１表示フィールドの間に渡って輝度を一定に保って表示するホールド表示（液晶テレビに使われるのは、ホールド表示のアクティブマトリクスタイプ）であり、陰極線管（ＣＲＴ）のようなインパルス表示に比べると、人間の視感に対して違和感が生じ、画像がボケて見えることである。
【０００７】
図８に、一般的な液晶パネルのホールド表示による光強度波形を示し、図９に、一般的な陰極線管（ＣＲＴ）のインパルス表示による光強度波形を示す。いずれも、黒表示中に、４フィールドの間、白を表示している状態を示している。
【０００８】
第１の原因である応答速度に対する対策として、液晶の分子を動き易くするために液晶材料を低粘度化したり、液晶セルのギャップを狭くして電界強度を強くするなどの最適化が図られてきている。また、液晶セル内の液晶分子の配列をベント形にして液晶分子の動きを速くするＯＣＢ（オプティカル・コンペンセッテッド・ベント）モードが採用され、液晶の応答速度を１表示フィールド（１６．７ｍｓ）よりも十分に短い５ｍｓ程度にまで改善することができている。
【０００９】
しかしながら、液晶の応答速度が速くなっても、第２の原因であるホールド表示の問題を改善しないと、視感に対する動画表示性能は良化しない。そこで、１表示フィールド間に、液晶パネルの表示を切り替えて黒表示を挿入したり、バックライトを点滅させることによって、インパルス駆動に近づけた擬似インパルス表示が考案され、一部の大型テレビ用の液晶ディスプレイ装置に採用されている。図１０に、黒表示を挿入した液晶パネルの光強度波形を示す。
【００１０】
尚、液晶ディスプレイ装置に関連する従来技術として下記の特許文献１がある。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４―２１２４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、図１０に示す様に、１表示フィールド間に液晶パネルの表示を切り替えて黒表示を挿入したりバックライトを点滅させると、動画表示性能は向上するが、白の表示期間中に黒表示期間を設けるため、表示する明るさが低下し、画面が暗くなってしまうという問題が生じる。
【００１３】
そこで、明るさを低下させないために、バックライトの発光輝度を高くする必要が生じるが、これは別の問題を発生させる。もともと、液晶ディスプレイ装置ではピーク輝度を持たないため、ピーク輝度を持つ陰極線管（ＣＲＴ）などに近づけた表示をさせるために、バックライトの発光輝度を高く設定している。このため、表示面積の大きな大型テレビほど消費電力が増大し、また、昇温などの問題がより深刻になっている。更に、発光効率の高いＦＬ管を用いたバックライトを点滅させる場合には、バックライトの寿命が低下してしまうという問題も生じる。
【００１４】
本発明の目的は、表示輝度を低下させることなく、バックライトの寿命を低下させることなく、消費電力を増大させることなく、動画表示性能の向上を図ることができるホールド型ディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のホールド型ディスプレイ装置は、動画を表示するホールド型表示パネルにバックライトからの照射光を照射するホールド型ディスプレイ装置において、前記バックライトからの照射光が透過するとき該透過光の方位を１フィールド間１サイクル以上複数方向に切り換える光方位切替手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明のホールド型ディスプレイ装置の前記光方位切替手段は、出射光を集光する機能を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明のホールド型ディスプレイ装置は、前記光方位切替手段が、前記バックライトの前記ホールド型表示パネルとの間、または、該ホールド型表示パネルの前面側、または、該バックライトに内蔵され該バックライトの照射光出射側に設けられることを特徴とする。
【００１８】
本発明のホールド型ディスプレイ装置は、前記複数方向が、左右方向の２方向、または、上下方向の２方向、または、極角が所定角度以下と該所定角度以上の２方向であることを特徴とする。
【００１９】
本発明のホールド型ディスプレイ装置は、前記ホールド型表示パネルが液晶表示パネルまたは有機ＥＬパネルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、白表示期間中に黒表示期間を設けずにその代わり光方位を切り替えるため、表示輝度の低下を伴うことなく、白表示期間中に黒表示期間を設けるのと同等の動画表示性能を得ることができる。また、バックライトのオンオフをしないためバックライトの寿命を縮めることがなく、バックライトの輝度を高める必要もないため省電力を図ることができ、昇温も抑制可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る液晶ディスプレイ装置の分解斜視図である。本実施形態に係る液晶ディスプレイ装置は、表示輝度の低下を伴うことなく擬似インパルス表示が可能であり、液晶表示パネルユニット１と、平面状のバックライトユニット２と、液晶表示パネルユニット１とバックライトユニット２との間に介挿される平板状の光方位切替ユニット３とを備えて構成される。
【００２３】
光方位切替ユニット３は液晶セルで構成され、この液晶セルは、応答速度が５μｍ程度のネマティック液晶よりなる液晶層と、透明電極を有し液晶層を挟むガラス基板とを備える。
【００２４】
図２は、光方位切替ユニット３を構成する液晶セルの特性図である。この液晶セルは、常時、バックライトユニット２からの入射光を集光して液晶表示パネル１側に出射させると共に、電圧無印加時と電圧印加時とで、光の出射する方向が切り替える機能を有する。
【００２５】
即ち、出射する光の強度中心の方向を、液晶表示パネル１に正対するユーザに対し、電圧無印加時には右方向（実線）に傾け、電圧印加時には左方向（一点鎖線）に傾ける。
【００２６】
この光方位切替ユニット３による出射光強度の角度分布のオンオフスイッチングを、即ち、図３（ａ）に示す状態と図３（ｂ）に示す状態の切替を、液晶表示パネルの１フィールド間に１サイクル行う。例えば、１フィールド１６ｍｓｅｃの場合、オン期間を８ｍｓ、オフ期間を８ｍｓとする。
【００２７】
図４の実線は、本実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における右視野角方向の光強度波形を示し、一点鎖線は、左視野角方向の光強度波形を示している。実線，一点鎖線共に、角度分布のオンオフスイッチングが無い場合に比べ、輝度が２倍程度になっており（図４で、角度分布のオンオフスイッチングが無い場合を破線で示す。）、しかも、黒表示期間が存在することが分かる。
【００２８】
図４の実線で示す右視野角方向の光強度波形と一点鎖線で示す左視野角方向の光強度波形とは交互に重なるため、時間平均すると、角度分布のオンオフスイッチングが無い場合と同等の輝度となる。また、液晶表示パネル１の前面から出射する光強度の時間平均は、図２に点線で示す様になる。
【００２９】
以上述べた本実施形態の液晶ディスプレイ装置では、バックライトを点滅させた場合と同様に優れた動画性能が得られるだけでなく、バックライトを点滅させたときに生じる表示輝度の低下を回避できるという効果を奏する。
【００３０】
尚、本実施形態で用いる光方位切替ユニツト３の液晶セルは、高速スイッチング可能なものが望ましく、また、液晶表示パネルユニット１も高速応答するＯＣＢモードの液晶パネルを用いるのが有効である。更に、実施形態の説明では、光強度の方位スイッチングを左右方向としたが、上下方向でも良いことはいうまでもない。
【００３１】
更にまた、実施形態では、光強度の方位スイッチングを液晶セル内の屈折率変化を利用して行ったが、オプティカルマイクロメカなど他の方法で光方位をスイッチングしても同様の効果を得ることが可能である。また、本実施形態では、光方位切替ユニット３の液晶セルに光集光機能を備えたが、この機能をバックライトユニット２中のプリズムシートなどに設けても良い。
【００３２】
更にまた、実施形態では、光方位切替ユニット３の液晶セルを、液晶表示パネルユニット１とバックライトユニット２との間に設置したが、光方位切替ユニット３を、液晶表示パネルユニット１よりも観察面側に設置しても良く、また、光方位切替ユニットの光方位切替機能を、液晶表示パネルユニット内もしくはバックライトユニット内に設けても良いことはいうまでもない。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置について説明する。本実施形態の液晶ディスプレイ装置の構成は、図１に示す構成と同様であり、液晶表示パネル１とバックライトユニット２との間に光方位切替ユニット３を設けているが、この光方位切替ユニット３を液晶表示パネルユニット１の前段（観賞者側）に設けたり、その光方位切替機能を液晶表示パネルユニットやバックライトユニットに搭載しても良いことは第１の実施形態と同様である。
【００３４】
図５，図６は、本実施形態の液晶ディスプレイ装置が採用する光方位切替ユニット３の特性を示す図であり、図５は、垂直視野角の光強度を示し、図６は、水平視野角の光強度を示す。両図共に、実線が液晶セル電圧印加時の光強度部分を示し、一点鎖線が、液晶セル電圧無印加時の光強度分布を示している。当然のことながら、逆でも良いことはいうまでもない。
【００３５】
本実施形態では、図５，図６に示す様に、液晶表示パネルユニット１に正対したユーザに対し、極角の浅い領域と深い領域とに画面を２分割する様に、液晶セルの光方位の切替スイッチング方向を設定した点が第１の実施形態と異なり、他の部分は第１の実施形態と同じである。
【００３６】
即ち、本実施形態では、図７に示す様に、液晶表示パネル１の画面を、画面中央領域Ｉと、その周囲のドーナツ状領域IIとに２分割し、バックライトユニット３からの光を、電圧無印加時には画面中央領域Ｉに集め、電圧印加時には画面の周辺領域IIに集めるように、光方位の切替を行う。
【００３７】
第１の実施形態では、光方位を左右（または上下）に切り替えたが、この場合、正面方向の光は両方混ざるため、黒表示期間が明確でなくなり、動画性能の改善効果が画面両端領域の動画性能より低下する。これに対し、本実施形態では、切替光が混在する方位を、極角４５°方向とすることで、観賞機会の多い画面正面での動画性能を確保する構成としている。
【００３８】
第１の実施形態では、対称性を確保するために左右のスイッチングの時間配分を１：１とするのが良いが、本実施形態では、対称性が不要であるため、時間配分を任意に定めることが可能である。
【００３９】
そこで、正面付近での輝度を優先する場合には、正面（領域Ｉ）への照射時間を長めにして６：４とすることができ、正面での動画性能を重視する場合には、正面への照射時間を短めにして３：７とすることも有効である。
【００４０】
本実施形態では、光方位の切り替えのための液晶セルのスイッチング方向すなわち極角の分割角度を４５°としたが、この角度を浅くして正面方向の明るさを強くすることも可能である。
【００４１】
以上述べた様に、本発明の各実施形態によれば、光方位切替手段を設け、これを１フイールド間１サイクル以上高速に切り替えることで、表示輝度の低下を伴うことなく、優れた動画表示性能を得ることが可能となる。
【００４２】
尚、上述した各実施形態では、液晶ディスプレイ装置を例に説明したが、液晶ディスプレイ装置に限らず、ホールド表示を行うディスプレイ装置一般に本発明を適用可能である。例えば、自発光の有機ＥＬディスプレイでも、光方位切替ユニットを表示面上に設置することで、同様の効果を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明に係るホールド表示を行うディスプレイ装置は、光方位切替手段を設け、これを１フイールド間１サイクル以上高速に切り替えることで表示輝度の低下を伴うことなく優れた動画表示性能を得ることができるため、液晶テレビ等に適用すると有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置の分解斜視図である。
【図２】図１に示す光方位切替ユニットの特性図である。
【図３】図１に示す液晶ディスプレイ装置における光方位のスイッチング説明図である。
【図４】図１に示す光方位切替ユニットにより得られる光強度波形を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における光方位切替ユニットの垂直視野角方向の特性図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置における光方位切替ユニットの水平視野角方向の特性図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液晶ディスプレイ装置で光方位切替ユニットが切り換える光方位の領域分割例を示す図である。
【図８】従来のホールド表示で４フィールドの間、白表示を行うときの光強度波形を示す図である。
【図９】従来のインパルス表示で４フィールドの間、白表示を行うときの光強度波形を示す図である。
【図１０】従来の改良型ホールド表示で４フィールドの間、白表示を行うときの光強度波形を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  液晶表示パネルユニット
２  バックライトユニット
３  光方位切替ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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